当奔腾的河流带着泥沙，

摆脱束缚冲出山谷，

地球上最壮观之一的景观

——冲积扇，开始逐渐形成！

新疆塔克拉玛干沙漠的冲积扇（图源@NASA）

伊朗南部冲积扇（图源@NASA）

埃及东北部冲积扇（图源@NASA）

冲积扇（图源@WildFilmsIndia）

01

形成与形态

冲积扇(aluvial fan)是指

河流流出峡谷后，

因突变为宽浅水体而流速顿减，

所携带的碎屑物在山前

堆积成的扇形沉积体。

冲积扇的形成需要有

充足的陆源碎屑供应，

以及从山区向盆地过渡的

高差悬殊的地形突变。

美国加州死亡谷冲积扇（图源@Marli Miller）

在干旱-半干旱气候区，

植被稀少，物理风化作用剧烈。

降雨量虽少但多为暴雨，

洪水短暂而猛烈，

因此在山区向内陆盆地或

平原过渡的地形转换地带

多有冲积扇发育。

例如我国西北地区沿

祁连山一阿尔金山

—昆仑山北麓地带

发育有一系列冲积扇。

它们整体延绵数千公里，

相互叠接，极为壮观。

干旱-半干旱气候区是

最有利于冲积扇发育的地区。

而在潮湿或半潮湿气候区，

如果有合适的地质条件及

充分的物质供应也可形成

规模较大的冲积扇。

柯西河（图源@John Pavelka）

例如位于喜马拉雅山

南麓热带潮湿气候区的柯西河。

由于坡降陡、水量充足

且流速急，侧向摆动迅速，

仅在近两个多世纪以来，

即从东向西侧移170公里，

形成了著名的柯西河冲积扇。

柯西河冲积扇（图源@文献沉积环境和沉积相）

发育于干旱—半干旱气候区

的冲积扇称作旱地扇

(arid alluvial-fan)，

而在潮湿—亚潮湿气候区的

冲积扇可称作湿地扇

（humid alluvial-fan）。

两种扇体平面形态

均呈扇状或朵状体， 

从山口向内陆盆地或

冲积平原辐射散开。

旱地扇与湿地扇发育明显

受到地质构造控制。

在强烈差异升降的

活动性断裂带的断陷盆地边缘，

往往分布着面积广泛和

厚度巨大的冲积扇。

法国庇里牛斯山冲积扇（图源@Mikenorton）

02

沉积类型

冲积扇沉积物类型比较复杂，

包括了粗大的砾石、砂以及泥质。

各种类型沉积物之间存在着

较规律的组合关系，

主要受水流的不同流动机制控制。

理想旱地沉积

冲积扇上水流形态既有

高粘度洪流的泥石流，

也有低粘度的液态流。

这些水流在洪水期溢出河道，

形成宽而浅的片状漫流或

席状洪流(sheet flood)。

不同流动形式产生了不同沉积物。

根据流动特点可以从

冲积扇区分出四种沉积类型：

片（漫）流沉积和筛状沉积。

泥石流沉积

泥石流是由沉积物和水

混合在一起的一种

高密度、高粘度的流体。

沉积物含量一般大于40%的

称作粘性泥石流；

大于10%，小于40%的

称作稀性泥石流。

泥石流因含有大量沉基，

流体强度很大，

可以将巨大漂砾托起和搬运走。

泥石流通道及沉积（图源@AZGS）

形成泥石流的必要条件是

植被稀少，有突发性的洪水

和陡峭的坡度，以及大量碎屑

和泥质基质的供应。

泥石流具有强大的侵蚀作用，

在水道中央和两侧

因剪切力不足以克服沉积物强度，

可形成刚性的中央塞

(central plug)和天然堤。

喜马拉雅山泥石流通道（图源@DanHobley ）

泥石流流速减缓时，

大小不同的负载同时堆积下来，

形成分选很差的砾、

砂、泥混合沉积物。

因此泥石流沉积相为

几乎没有内部构造的块状层，

颗粒大小混杂，

粒度相差悬殊，

从直径可达数米的漂砾到

极细的泥质混杂在一起。

加利福尼亚古泥石流沉积（图源@Wilson44691）

板状或长条状漂砾

垂直定向排列，

在泥基中漂浮状产出或

突出在层面之上等现象，

均为泥石流的显著特征。

zeesstof

河道沉积

冲积扇上的河道

多分布在冲积扇上半部，

因为在交会点

(水道纵剖面线与扇面的交点)之下，

河水易漫出河道形成片流。

半旱一旱地扇上的河道

多为宽浅的间歇河，

主要的沉积作用发生在

雨季短暂的洪水期。

河道充填物由分选不好的

砾石和砂组成透镜层，

成层性较差。砂层具过渡流态和

高流态型的平行层理和

粗糙的板状及槽状交错层理。

砾石多呈叠瓦状排列，

底部为明显的凹槽状

突变接触关系。

冲积扇上的河道很不稳定，

经常迁移改道，每次洪水期的

水系分布都有较大变化，

老的河道充填沉积物

常被之后的片流沉积物覆盖，

因此河道沉积相向上

多过渡为片（漫）流沉积相。

片（漫）流沉积

片流为在洪水期漫出河道，

在部分扇面或全部扇面上

大面积流动的一种席状洪流。

水浅流急，为高流态的暂时水流。

片流沉积（图源@UNIVERSITY OF MARYLAND）

片流多出现在交会点以下

河道的下游地带。

洪峰过后，片流又迅速变为

辫状河道及沙坝。

片流沉积（图源@Geological Digressions）

片流沉积物主要由

分选较好的砂层组成，

并常具小型透镜状

砾石夹层和冲刷构造。

片流沉积砾石夹层

筛状沉积

当洪水携带的沉积物

缺少细粒物质(粉砂和泥)时，

便形成由砾石组成的沉积体。

筛状沉积（图源@Ji-Elle）

由于砾石层具有

极高的孔隙和渗透性，

在紧靠交会点的下面，

水流大量从砾石层渗到地下，

同时将携带的细碎屑

填积在大砾石间的孔隙内。

形成的具双众数粒度分布特征的

砂砾石沉积，即为筛状沉积。

筛状沉积（图源@UNIVERSITY OF MARYLAND）

河道沉积和片流沉积在

沉积区内分布最广。

在细粒物源充足的冲积扇上，

泥石流沉积也可占据

冲积扇上部的相当大部分，

而筛状沉积通常只在局部发生。

03

亚相划分

根据现代冲积扇地貌及

沉积物的分布特征，

可进一步将冲积扇划分成

扇缘(端)3个亚相，

它们之间没有明显的界线。

在扇与扇之间，

还存在着扇间地带。

扇根(顶)分布在邻近

冲积扇顶部地带的断崖处，

其特点是沉积坡角最大，

并发育有单一的或

2～3个直而深的主河道。

其沉积物主要为

泥石流沉积和河道沉积，

由分选极差的、无组构的

混杂砾岩或具叠瓦状的

砾岩、砂砾岩组成。

扇中位于冲积扇的中部，

是冲积扇的主要组成部分，

以具有中到较低的沉积坡角和

发育的辫状河道为特征。

因此，沉积物主要由砂岩、

砾状砂岩和砾岩组成。

与扇根沉积相比较，

沉积物的分选性明显变好。

可见辫状河流作用形成的

不明显的平行层理和交错层理，

甚至局部可见逆行沙丘交错层理。

扇缘(端)出现在冲积扇的趾部，

其地貌特征是具有最低的

沉积坡角和地形较平缓。

沉积物通常由

砂岩和含砾砂岩组成，

其中夹杂粉砂岩和黏土岩，

局部也可见有膏盐层。

其砂岩粒级变细，

分选性变好。

除在砂岩和含砾砂岩中

仍可见到不明显的平行层理、

交错层理和冲刷一充填构造外，

粉砂岩和泥岩则可显示

块状层理、水平纹理以及

变形构造和暴露构造

(如干裂、雨痕)。

雨痕（图源@Rygel, M.C.）

参考资料：

[1] 大港油田地质研究所. 滦河冲积扇-三角洲沉积体系[M]. 地质出版社, 1985.

[2] 吴胜和, 范峥, 许长福,等. 新疆克拉玛依油田三叠系克下组冲积扇内部构型[J]. 古地理学报, 2012, 014(003):331-340.

[3] 柯保嘉, 陈昌明. 鄂尔多斯盆地西缘砾质冲积扇沉积学特征[J]. 沉积学报, 1991, 009(003):11-21.

[4] 冯增昭. 中国沉积学[M]. 石油工业出版社, 1994.

[5]王良忱, 张金亮. 沉积环境和沉积相[M]. 石油工业出版社, 1996.

USGS、NASA、TCT、YouTube、维基百科、搜狐、百度百科等

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